設(shè)計(jì)超高層建筑給水論文

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1超高層建筑的特點(diǎn)

對(duì)給排水設(shè)計(jì)而言，超高層建筑具有高度高，業(yè)態(tài)多樣復(fù)雜，人員密集，火災(zāi)危險(xiǎn)性大，疏散及火災(zāi)撲救困難，建設(shè)周期長(zhǎng)、難度大，生活及消防給水系統(tǒng)豎向分區(qū)多，設(shè)備運(yùn)行及管道系統(tǒng)承壓要求高以及各系統(tǒng)管理維護(hù)難度大等特點(diǎn)。超高層建筑的給排水系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)建筑高度、用途、衛(wèi)生安全、使用要求、材料設(shè)備性能、維護(hù)管理、經(jīng)濟(jì)節(jié)能等因素確定。

2生活給水系統(tǒng)

《民用建筑設(shè)計(jì)通則》（GB50352-2005）第3.1.2條對(duì)超高層建筑的定義做了明確規(guī)定：“建筑高度大于100m的民用建筑為超高層建筑?！睂?duì)生活給水系統(tǒng)而言，100m的建筑高度并非劃分系統(tǒng)的一個(gè)界限。高度接近100m的高層建筑與高度150m以?xún)?nèi)的超高層建筑在給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)上是類(lèi)似的。而100m左右的超高層與200m或以上的超高層在給排水設(shè)計(jì)上則可能有很大不同?！陡邔用裼媒ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50045-952005年版）第1.0.5條規(guī)定：“當(dāng)高層建筑的建筑高度超過(guò)250m時(shí)，建筑設(shè)計(jì)采取的特殊防火措施，應(yīng)提交國(guó)家消防主管部門(mén)組織專(zhuān)題研究論證。超高層建筑可能是功能單一的住宅樓、辦公樓，也可能是含有多種功能的帶裙房的綜合建筑群。根據(jù)不同的場(chǎng)所，我國(guó)的生活用水大致分為居民用水、行政事業(yè)用水、經(jīng)營(yíng)服務(wù)用水、特種行業(yè)用水等。設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)毓┧块T(mén)按不同的用水分類(lèi)制定的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置不同的給水系統(tǒng)，同時(shí)確定各個(gè)給水系統(tǒng)的供水方式。《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015-2003（2009年版）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“建規(guī)）第3.3.6條：“建筑高度超過(guò)100m的建筑，宜采用垂直串聯(lián)供水方式”。對(duì)不同功能或多功能組合的超高層建筑，應(yīng)視具體情況具體分析，選擇最合理的供水方式。建筑生活給水系統(tǒng)應(yīng)按不同性質(zhì)的用水區(qū)域分別設(shè)置。例一：某公寓樓共61層，8層及以下為汽車(chē)庫(kù)及商業(yè)用途的裙房，建筑高度209m。生活給水分區(qū)如下：1區(qū)為－3～2層，由市政給水管網(wǎng)供水；2區(qū)為3～13層，由地下二層生活水箱+2區(qū)變頻泵供水；3區(qū)為9～14層，由地下二層生活水箱+3區(qū)變頻泵供水；4區(qū)為15～22層，由設(shè)在29層的中間水箱供水；5區(qū)為23～38層，由設(shè)在29層的中間水箱+5區(qū)變頻泵供水；6區(qū)為39～51層，由設(shè)在29層的中間水箱+6區(qū)變頻泵供水；7區(qū)為52～61層，由設(shè)在29層的中間水箱+7區(qū)變頻泵供水?！敖ㄒ?guī)”第3.3.4條規(guī)定：“衛(wèi)生器具給水配件所承受的最大工作壓力不得大于0.6MPa”；“建規(guī)”第3.3.5A條規(guī)定：“居住建筑入戶管給水壓力不應(yīng)大于0.35MPa”。據(jù)此，給水壓力大于0.45MPa的裙樓衛(wèi)生間給水管，給水壓力大于0.35MPa的塔樓入戶管均設(shè)減壓閥減壓供水。本案所選供水方式主要考慮以下幾點(diǎn)：⑴3～7區(qū)系統(tǒng)均為垂直串聯(lián)供水方式；設(shè)在29層的中間水箱既作為4區(qū)的供水調(diào)節(jié)水箱，又作為5～7區(qū)水泵的取水水箱，擔(dān)負(fù)了調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)輸雙重功能。⑵向3～7區(qū)供水的中間水箱和變頻泵則集中設(shè)置在28、29層，這樣，既便于集中管理，又節(jié)省供水設(shè)備占用的空間。⑶各給水分區(qū)的管道及設(shè)備運(yùn)行工作壓力均小于1.6MPa，生活給水系統(tǒng)所選用的管材及設(shè)備的耐壓等級(jí)與100m以下的高層建筑沒(méi)有區(qū)別，供水可靠性高。例二：某住宅小區(qū)工程一期含4棟45層超高層純住宅樓，層高為3.4m（1#、2#樓）及3.5m（3#、4#樓），建筑高度157m（1#、2#樓）及163m（3#、4#樓）。豎向設(shè)四個(gè)給水分區(qū)：1區(qū)負(fù)責(zé)地下二層及地上一層，2區(qū)負(fù)責(zé)二～十八層，3區(qū)負(fù)責(zé)十九～三十三層，4區(qū)負(fù)責(zé)三十四～四十五層。1區(qū)由市政管網(wǎng)經(jīng)基地環(huán)狀管供水；2～4區(qū)由生活水箱+變頻供水設(shè)備聯(lián)合供水。2～4每個(gè)給水分區(qū)設(shè)一組變頻供水設(shè)備。各給水分區(qū)配水點(diǎn)水壓如超出0.35MPa，則設(shè)減壓閥減壓供水。選擇此種供水方式是考慮了以下因素：⑴變頻供水較屋頂水箱的供水方式衛(wèi)生條件好。⑵變頻供水設(shè)備設(shè)在地下二層，對(duì)住戶影響小。⑶供水泵組所負(fù)擔(dān)的住宅層數(shù)受給水器具的承壓能力的限制?！敖ㄒ?guī)”第3.3.4條規(guī)定：“衛(wèi)生器具給水配件所承受的最大工作壓力不得大于0.6MPa”。⑷由于本工程無(wú)設(shè)備層，因此不具備串聯(lián)給水方式實(shí)施條件。事實(shí)上超高層住宅項(xiàng)目，考慮設(shè)備層需占用一定建筑空間以及設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的噪音及震動(dòng)對(duì)住戶的影響，一般都不設(shè)。如何在沒(méi)有設(shè)備層的超高層建筑中采用串聯(lián)給水方式是一個(gè)尚待研究的課題。

3消防給水系統(tǒng)

3.1室內(nèi)消火栓系統(tǒng)

對(duì)于不設(shè)設(shè)備層或避難層的超高層建筑而言，基于《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-95（2005年)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“高規(guī)”）第7.4.6.5條“消火栓栓口的靜水壓力不應(yīng)大于1.00MPa，當(dāng)大于1.00MPa時(shí)，應(yīng)采取分區(qū)給水系統(tǒng)”的規(guī)定，其消火栓系統(tǒng)大多采用臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)的供水方式。超高層建筑消火栓系統(tǒng)，一般采用水泵、減壓水箱及減壓閥進(jìn)行分區(qū)。用水泵分區(qū)是指每個(gè)分區(qū)分別設(shè)置消防泵，即并聯(lián)系統(tǒng)。出于經(jīng)濟(jì)及減壓閥產(chǎn)品功能質(zhì)量不斷提高的因素考慮，減壓閥用于消火栓系統(tǒng)分區(qū)越來(lái)越廣泛。民用專(zhuān)用消防泵的揚(yáng)程一般都不大于2.0MPa。以61層的公寓樓為例，消火栓系統(tǒng)分區(qū)：-2～8層為1區(qū)，9～31層為2區(qū)，32～45層為3區(qū)，46～61層為4區(qū)。1區(qū)和2區(qū)分別由設(shè)在18層和38層的消防減壓水箱供水；3區(qū)由屋頂消防水箱供水；4區(qū)由屋頂?shù)南浪?固定消防水泵供水。屋頂2座342m3消防水箱由29層的中間水箱+7區(qū)變頻泵供水；18層和38層的消防減壓水箱由屋頂消防水箱供水。1、2、3區(qū)均屬常高壓給水系統(tǒng)，4區(qū)屬臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)。這樣分區(qū)的優(yōu)點(diǎn)在于：火災(zāi)發(fā)生時(shí)，1、2、3區(qū)由屋頂消防水箱直接或通過(guò)減壓水箱供水，不需啟動(dòng)水泵，對(duì)控制系統(tǒng)要求不高；此外，消火栓泵揚(yáng)程不至于過(guò)大，管道及設(shè)備的耐壓等級(jí)也不會(huì)過(guò)高。它的不利因素是，需設(shè)中間設(shè)備層，設(shè)備分散，管理不便，設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的震動(dòng)及噪音可能讓生活和工作在建筑里的人感覺(jué)不適。以45層住宅樓為例，消火栓系統(tǒng)分區(qū)：地下層及1～19層為低區(qū)，由低區(qū)消火栓泵供水；20～45層為高區(qū)，由高區(qū)消火栓泵供水。其中高區(qū)的20～35層經(jīng)減壓閥減壓供水。這樣分區(qū)的優(yōu)點(diǎn)在于管路和控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，所占管井較少，不需要占用設(shè)備層，但對(duì)減壓閥的質(zhì)量要求較高，減壓閥需備用；此外，由于高區(qū)系統(tǒng)的幾何高差接近170m（自地下二層底板面計(jì)），下部管道及設(shè)備的工作壓力超過(guò)2.00MPa，對(duì)管材及設(shè)備的承壓要求高，影響系統(tǒng)的可靠性。本案的消火栓系統(tǒng)均為臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)供水方式。

3.2自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

“高規(guī)”第7.6.1條規(guī)定，建筑高度超過(guò)100m的建筑均應(yīng)設(shè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。“噴規(guī)”第6.2.3.1條規(guī)定：“濕式系統(tǒng)及預(yù)作用系統(tǒng)一個(gè)報(bào)警閥組所控制的噴頭數(shù)不宜超過(guò)800個(gè)，干式報(bào)警閥組所控制的噴頭數(shù)不宜超過(guò)500個(gè)”，第6.2.4條規(guī)定：“每個(gè)報(bào)警閥組供水的最高與最低位置的噴頭高差不大于50m”。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的給水分區(qū)，除應(yīng)考慮各系統(tǒng)配水管道工作壓力符合《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50084-2001(2005年版)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“噴規(guī)”）第8.0.1條規(guī)定的“配水管道的工作壓力不應(yīng)大于1.20MPa”外，還要考慮在滿足噴頭需要工作壓力的前提下，配水管入口的工作壓力又不宜超過(guò)0.40MPa，以及每個(gè)報(bào)警閥所負(fù)擔(dān)的樓層，并考慮使分區(qū)與生活給水系統(tǒng)及消火栓給水系統(tǒng)相適應(yīng)，以避免橫管過(guò)于分散。對(duì)于超高層建筑，按上述條件所確定的豎向分區(qū)最少也需要3個(gè)。由于報(bào)警閥的工作壓力一般都不大于1.60MPa，且每個(gè)報(bào)警閥后都需要單獨(dú)的立管，這就會(huì)在設(shè)計(jì)上給管路的排列及報(bào)警閥的設(shè)置帶來(lái)限制。在無(wú)設(shè)備層的超高層居住建筑中應(yīng)考慮報(bào)警閥的位置。以61層的公寓樓為例，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)分區(qū)如下：-3～8層為1區(qū)，9～21層為2區(qū)，22～41層為3區(qū)，42～61層為4區(qū)。由1區(qū)和2區(qū)分別由設(shè)在18層和38層的消防減壓水箱供水；3區(qū)由屋頂消防水箱供水；4區(qū)由屋頂?shù)南浪?固定消防水泵供水。18層和38層的消防減壓水箱及屋頂消防水箱，與消火栓系統(tǒng)合用。這樣分區(qū)的優(yōu)點(diǎn)在于：火災(zāi)發(fā)生時(shí)，1、2、3區(qū)由屋頂消防水箱直接或通過(guò)減壓水箱供水，不須啟動(dòng)水泵，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單。在以上4個(gè)分區(qū)系統(tǒng)中，對(duì)工作壓力大于1.20MPa的配水管道及工作壓力超過(guò)0.40MPa的配水管，采用用減壓閥減壓。以45層住宅樓為例，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)分區(qū)如下：-2～10層為1區(qū)，11～22層為2區(qū)，23～34層為3區(qū)，35～45層為4區(qū)。1、2區(qū)及3、4區(qū)分別合用一組固定式消防水泵，1、3區(qū)系統(tǒng)經(jīng)水泵加壓供水并經(jīng)減壓閥減壓后供水。在大于0.40MPa的各區(qū)配水管入口均設(shè)減壓孔板減壓。這樣分區(qū)的主要優(yōu)點(diǎn)是，不需要在上部樓層中設(shè)設(shè)備層；缺點(diǎn)是3、4區(qū)系統(tǒng)對(duì)管道及設(shè)備的承壓要求高，影響系統(tǒng)的可靠性。

4污廢水系統(tǒng)

“建規(guī)”第4.4.11條：表4.4.11注：排水層數(shù)在15層以上時(shí)，排水能力宜乘以0.9；“建規(guī)”第4.6.2條：建筑標(biāo)準(zhǔn)要求高的公共建筑、10層及10層以上高層建筑應(yīng)設(shè)置通氣立管，或設(shè)置特殊配件單立管排水系統(tǒng)。基于改善排水條件，提高排水能力方面考慮，應(yīng)采用雙立管排水系統(tǒng)，或采用設(shè)置特殊配件的單立管排水系統(tǒng)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)高的或環(huán)境要求安靜的建筑及部位，宜設(shè)置環(huán)形通氣管或器具通氣管。

5屋面雨水系統(tǒng)

建規(guī)”第4.5.5條：重要公共建筑屋面雨水排水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期不宜小于10年；“建規(guī)”4.9.9條：重要公共建筑、高層建筑的屋面雨水排水工程與溢流設(shè)施的總排水能力不應(yīng)小于50年重現(xiàn)期的雨水量。設(shè)計(jì)重現(xiàn)期：雨水系統(tǒng)如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，會(huì)留下安全隱患。因此，超高層建筑屋面雨水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的取值應(yīng)慎重。屋面溢流設(shè)施：基于安全及美觀要求考慮，超高層建筑不宜設(shè)置溢流口。如屋面雨水的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期取50年，則屋面無(wú)需設(shè)置溢流設(shè)施。雨篷：雨篷是建筑專(zhuān)業(yè)的門(mén)面，雨篷面積雖然不大，但其所截留的雨水還包括上方側(cè)墻的面積，雖然側(cè)墻面積按一半計(jì)算，但仍遠(yuǎn)大于雨篷自身的面積，也可能大于屋面的面積。因此，雨篷的雨水排水量可能比屋面的排水量大。雨篷如果設(shè)置過(guò)多的雨水斗及立管，會(huì)受到建筑專(zhuān)業(yè)的諸多限制，而雨篷下方往往是人員的出入口，安全性十分重要，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)一定要妥善處理。首先要做到安全可靠，其次考慮美觀因素。雨水立管排出管：室內(nèi)雨水立管排出管管徑宜放大1～2號(hào)，第一個(gè)檢查井宜選用消能井，以防止由于排出管壓力過(guò)高引起噴濺事故。

6中間轉(zhuǎn)輸水箱

6.1生活中間轉(zhuǎn)輸水箱容積計(jì)算

《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施給水排水》(2009年)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“技術(shù)措施”）要求，生活給水系統(tǒng)采用串聯(lián)供水方式時(shí)，如中間轉(zhuǎn)輸水箱除供本區(qū)用水外，還供上區(qū)提升泵抽水用時(shí)，該水箱的有效容積為本區(qū)最大小時(shí)用水量的50%加上上區(qū)提升泵3~5min設(shè)計(jì)流量。若為中途轉(zhuǎn)輸專(zhuān)用時(shí)，“建規(guī)”第3.7.8條規(guī)定，生活用水中途轉(zhuǎn)輸水箱的轉(zhuǎn)輸調(diào)節(jié)容積宜取轉(zhuǎn)輸水泵5～10min的流量。

6.2消防中間轉(zhuǎn)輸水箱

“技術(shù)措施”規(guī)定，當(dāng)采用水泵轉(zhuǎn)輸串聯(lián)時(shí)，中間轉(zhuǎn)輸水箱同時(shí)起著上區(qū)輸水泵的吸水池和本區(qū)屋頂消防水箱的作用，其儲(chǔ)水有效容積按15~30min消防水量計(jì)算，并不宜小于60m3。計(jì)算舉例：消火栓用水量40L/s，自動(dòng)噴水用水量30L/s，則中間轉(zhuǎn)輸水箱的容積=(40+30)1060+(40+30)560=63000(L)，其中10min水量為本區(qū)屋頂消防水箱的水量，5min為上區(qū)水泵吸水池的水量。如還有其他水消防系統(tǒng)，則應(yīng)將火災(zāi)發(fā)生時(shí)時(shí)同時(shí)啟動(dòng)的消防系統(tǒng)的水量疊加計(jì)算，作為中間轉(zhuǎn)輸水箱容積。上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)程》規(guī)定：當(dāng)建筑高度大于120m時(shí)，消防給水豎向分區(qū)宜采用多臺(tái)消防泵直接串聯(lián)或設(shè)中間水箱轉(zhuǎn)輸?shù)拇?lián)消防泵給水系統(tǒng)。采用中間水箱轉(zhuǎn)輸?shù)拇?lián)消防泵給水系統(tǒng)，其消防轉(zhuǎn)輸泵應(yīng)獨(dú)立設(shè)置，且不應(yīng)少于2臺(tái)；室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的消防轉(zhuǎn)輸泵應(yīng)分別設(shè)置，但備用泵可以兼用；消防轉(zhuǎn)輸泵的供電應(yīng)符合消防泵的供電要求。。轉(zhuǎn)輸給水管不應(yīng)小于2條。上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)程》規(guī)定：各區(qū)重力消防水箱的數(shù)量不應(yīng)少于2個(gè)，且每個(gè)水箱的有效容積不應(yīng)小于100m3。

7給排水系統(tǒng)噪聲控制

各類(lèi)建筑物或場(chǎng)所的允許噪聲級(jí)，在《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50118-2010）中有詳細(xì)的規(guī)定。由于超高層建筑多為高級(jí)寫(xiě)字樓及高標(biāo)準(zhǔn)的旅店和住宅，因此，其對(duì)允許噪聲級(jí)的要求更高。超高層建筑給排水系統(tǒng)主要包括生活、消防的給水系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)、水景等。這些系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲來(lái)源主要有：水泵機(jī)械性等綜合噪聲、管道及器具噪聲、水錘噪聲及氣蝕噪聲。超高層建筑給排水系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲控制，在設(shè)計(jì)上，應(yīng)做到科學(xué)合理布局，措施到位，注重細(xì)節(jié)。以下是降低或減少建筑給排水系統(tǒng)噪聲的主要措施。

7.1水泵房：

①泵房選址應(yīng)盡量遠(yuǎn)離要求環(huán)境安靜的場(chǎng)所。

②選擇低噪音、低轉(zhuǎn)速的水泵；每臺(tái)水泵均設(shè)置獨(dú)立的基礎(chǔ)，水泵與基礎(chǔ)連接采用彈簧隔振器。

③水泵進(jìn)出水管設(shè)可曲繞接頭，可隔絕泵組通過(guò)管道傳遞震動(dòng)轉(zhuǎn)速。

④管道采用彈性支吊架；管道穿樓板、墻處用柔性材料填充孔洞與管道間空隙，可有效降低固體傳聲。

⑤泵房?jī)?nèi)墻體及天花采取隔音吸音處理。

⑥采用隔音效果好的門(mén)、窗，消除聲音傳播的途徑。

7.2管道及器具：

①流速過(guò)快會(huì)引起金屬管道震動(dòng)產(chǎn)生噪聲，尤其是管道轉(zhuǎn)彎處因彎曲震動(dòng)產(chǎn)生的噪聲非常明顯，故在管道轉(zhuǎn)彎處設(shè)置有效的固定支架和減震支架是十分重要的，同時(shí)適當(dāng)放大管道管徑，以控制管道流速不致過(guò)大。

②排水管采用隔聲效果好的柔性接口鑄鐵排水管，并采用雙立管排水系統(tǒng)，在有條件的情況下，設(shè)置環(huán)形通氣管或器具通氣管，這樣可穩(wěn)定排水管內(nèi)氣壓，從而改善排水條件，降低排水噪聲。排水立管不宜布置在與臥室或要求安靜的房間相鄰的內(nèi)墻。

③器具及閥門(mén)宜采用節(jié)水消音型產(chǎn)品，不宜采用快速啟閉的閥門(mén)、水嘴。

④高揚(yáng)程水泵宜采用緩閉式消音止回閥、水錘消除器或安全泄壓閥，防止停泵產(chǎn)生水錘和噪聲。

⑤較大口徑的水箱水力液位控制閥，其隨水箱水位升降，時(shí)而開(kāi)啟向水箱注水，時(shí)而關(guān)閉。在向水箱放水時(shí)，如壓力、流速過(guò)大，會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲，設(shè)計(jì)可采取降水壓、減流速的措施，并對(duì)水箱進(jìn)水管牢固固定，必要時(shí)水箱進(jìn)水管采用淹沒(méi)出流進(jìn)水。

7.3氣蝕噪聲的控制

管網(wǎng)中的液體與氣體，在一定壓力和溫度作用下形成氣蝕。氣蝕會(huì)對(duì)管道和設(shè)備造成水力沖擊，從而產(chǎn)生噪聲甚至損壞管道和設(shè)備。由于氣體積聚在管道或設(shè)備中的相對(duì)高點(diǎn)及管網(wǎng)末端，故應(yīng)在這些部位設(shè)置自動(dòng)排氣閥，水泵進(jìn)水管異徑管采用偏心異徑管，以避免氣蝕發(fā)生。此外，可調(diào)式減壓閥的前后壓差過(guò)大時(shí)，也會(huì)發(fā)生氣蝕，并產(chǎn)生噪聲，損壞閥件?！敖ㄒ?guī)”規(guī)定，可調(diào)式減壓閥的閥前與閥后的最大壓差不宜大于0.40MPa，要求安靜的場(chǎng)所不應(yīng)大于0.30MPa。對(duì)于超高層建筑，無(wú)論是可調(diào)式還是比例式減壓閥，其前后壓差均應(yīng)按不大于0.30MPa設(shè)計(jì)。

8管材及設(shè)備選擇

因超高層建筑管路系統(tǒng)所承受壓力及運(yùn)行可靠性要求較高，要求的建筑使用壽命更長(zhǎng)，故對(duì)管材及設(shè)備的選擇要求更高。設(shè)計(jì)人員如果不重視，可能留下事故隱患。

8.1管材

①給水管給水管應(yīng)優(yōu)先使用具有足夠強(qiáng)度的金屬管，如厚壁鍍鋅鋼管、無(wú)縫鋼管、不銹鋼管、銅管等，還可選用襯塑或涂塑金屬管。塑料管因其強(qiáng)度不如金屬管，且線性膨脹系數(shù)比金屬的大很多，熱脹冷縮使其在軸向方向上的變形量大。此外，其接口的耐壓強(qiáng)度一般要比管材自身的強(qiáng)度低，因此，不建議使用塑料管，尤其在高壓管道系統(tǒng)中應(yīng)避免使用。管材的連接方式：焊接、法蘭、溝槽等連接方式可以達(dá)到或超過(guò)管材本身的抗壓強(qiáng)度，是高壓管道連接優(yōu)先考慮的方式。螺紋連接一般用于口徑100以下較小的管道，其承壓能力略低。

②排水管超高層建筑的排水管有多種選擇。使用較多的有機(jī)制鑄鐵排水管及HDPE排水管等。PVC-U排水管因其本身強(qiáng)度稍差，如接口為粘接劑粘接，則易脫落，不建議采用?！督ㄖo水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50242-2002第5.3.1條規(guī)定：管道在做灌水試驗(yàn)時(shí)，灌水高度必須到每根立管上部的雨水斗。因此，在選用雨水系統(tǒng)管材時(shí)應(yīng)考慮雨水管道由于建筑高度引起的靜壓力。雨水立管一般選擇鍍鋅鋼管、承壓HDPE管，有條件或者明裝時(shí)可選用不銹鋼采用承壓管。承壓比較高的部分采用無(wú)縫鋼管。

8.2給水設(shè)備

超高層建筑，給水系統(tǒng)如采用水泵分區(qū)的并聯(lián)供水方式，上部給水系統(tǒng)的給水設(shè)備工作壓力，通常都大于1.60MPa，而國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)的給水設(shè)備工作壓力一般都不超過(guò)1.60MPa，因此，應(yīng)在設(shè)計(jì)階段確定若干家合適的設(shè)備廠家，供業(yè)主選擇。如果系統(tǒng)沒(méi)有設(shè)安全泄流裝置，應(yīng)采取防水錘措施。工作壓力大于1.60MPa的給水設(shè)備，其對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)，如設(shè)備材質(zhì)及生產(chǎn)工藝，要比常壓給水設(shè)備要求更高。對(duì)此，應(yīng)引起設(shè)計(jì)者的重視。

8.3閥門(mén)

超高層建筑給水系統(tǒng)采用的閥門(mén)，其材質(zhì)，閥芯宜用全銅或不銹鋼，閥體宜用球墨鑄鐵、全銅、不銹鋼或鑄鋼，確保產(chǎn)品具有更高的可靠性。需要設(shè)計(jì)人員注意的是，有些種類(lèi)的閥門(mén)，不是你想要的壓力等級(jí)，廠家都能提供的。以上述某住宅小區(qū)為例，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的3區(qū)和4區(qū)的濕式報(bào)警閥原設(shè)計(jì)設(shè)在地下室，報(bào)警閥設(shè)計(jì)公稱(chēng)壓力2.10MPa。在施工階段，施工單位反映，2.10MPa或更高壓力等級(jí)的濕式報(bào)警閥在市場(chǎng)上買(mǎi)不到。經(jīng)了解，市場(chǎng)上只有公稱(chēng)壓力1.20MPa及1.60MPa的產(chǎn)品，更高壓力等級(jí)的產(chǎn)品市場(chǎng)上無(wú)貨，也沒(méi)有一家廠家愿意接受定制。最終只得變更設(shè)計(jì)，將3區(qū)、4區(qū)的報(bào)警閥分別改設(shè)在23層和36層管井內(nèi)，濕式報(bào)警閥改為采用1.20MPa壓力等級(jí)的。

8.4消防水泵接合器

室內(nèi)消火栓系統(tǒng)及自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)設(shè)消防水泵接合器，消防給水系統(tǒng)豎向有分區(qū)的，在消防車(chē)供水壓力范圍內(nèi)，應(yīng)分別設(shè)消防水泵接合器。這是“高規(guī)”第7.4.5條的規(guī)定。其條文說(shuō)明提出：只有采用串聯(lián)給水方式時(shí)，上區(qū)用水由下區(qū)水箱抽水供給，可僅在下區(qū)設(shè)水泵接合器，供全樓使用。無(wú)論是消火栓系統(tǒng)還是自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，“高規(guī)”均沒(méi)有要求在消防車(chē)供水范圍之外的消防分區(qū)設(shè)置消防水泵接合器。但“噴規(guī)”第10.4.2條規(guī)定：當(dāng)水泵接合器的供水能力不能滿足最不利點(diǎn)處作用面積的流量和壓力要求時(shí)，應(yīng)采取增壓措施。該規(guī)定無(wú)異于，對(duì)于自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，無(wú)論是否在消防車(chē)供水范圍的分區(qū)，都應(yīng)設(shè)置消防水泵接合器。對(duì)于并聯(lián)消防給水系統(tǒng)，地方消防部門(mén)可能會(huì)要求在消防車(chē)供水范圍之外的分區(qū)也設(shè)消防水泵接合器，并設(shè)接力設(shè)施。南寧華潤(rùn)中心幸福里一期工程，當(dāng)?shù)叵啦块T(mén)就要求，消防車(chē)供水范圍之外的消火栓系統(tǒng)及自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的消防分區(qū)，也應(yīng)設(shè)置消防水泵接合器，在其后設(shè)消防接力泵。設(shè)計(jì)應(yīng)注意，由于市場(chǎng)上一般只能提供公稱(chēng)壓力1.60MPa的消防水泵接合器，如果消防給水系統(tǒng)工作壓力大于1.60MPa，而又在消防車(chē)供水壓力范圍內(nèi)，則消防水泵接合器應(yīng)當(dāng)專(zhuān)門(mén)定制。

9系統(tǒng)減壓措施

9.1給水系統(tǒng)

給水系統(tǒng)上的減壓措施主要有減壓水箱、減壓閥、減壓孔板、節(jié)流管、減壓穩(wěn)壓消火栓、安全閥、泄壓閥等。后三種主要起防超壓的作用。因減壓水箱需占用一定空間，一般較少采用，故采用減壓閥分區(qū)的給水系統(tǒng)最多。減壓閥有比例式和可調(diào)式的?？烧{(diào)式減壓閥的壓力調(diào)整范圍一般不大于0.70MPa。對(duì)生活給水系統(tǒng)而言，管徑大于DN50的管段一般采用先導(dǎo)式可調(diào)減壓閥或比例式減壓閥，小于等于DN50的管段一般采用直接式可調(diào)減壓閥。消防給水系統(tǒng)宜采用比例式減壓閥，并設(shè)置備用閥組（單個(gè)報(bào)警閥除外）。生活給水系統(tǒng)減壓閥可不設(shè)備用閥組。如果不設(shè)備用減壓閥，應(yīng)保證減壓閥失效時(shí)管道的壓力不超過(guò)衛(wèi)生器具的最大可承受壓力?！敖ㄒ?guī)”規(guī)定衛(wèi)生器具的最大可承受壓力不得大于0.60MPa。消火栓給水系統(tǒng)通常在動(dòng)壓大于0.50MPa的部位采用減壓穩(wěn)壓消火栓。

9.2排水系統(tǒng)

在以往的實(shí)際工程中，有不少超高層乃至高層建筑在排水立管上設(shè)置了消能裝置，即由下至上，從第6層起，每6層安裝一組由配件或成品組成的消能裝置，以達(dá)到消除排水立管中所謂由水流形成的過(guò)高的勢(shì)能的作用。實(shí)際效果如何呢，我們先來(lái)分析一下排水立管中水流的流態(tài)情況。實(shí)驗(yàn)表明：排水立管中水流的流態(tài)大致分為以下幾種：

①流量較小時(shí)，水流沿著管壁做螺旋運(yùn)動(dòng)，隨著水量的增加，螺旋運(yùn)動(dòng)被破壞，當(dāng)水量足夠覆蓋管壁時(shí)，螺旋流停止。水流附著管壁而作片狀下落的附壁流。

②當(dāng)流量繼續(xù)增加到足夠大時(shí)，由于空氣的阻力和管壁的摩擦作用而形成水的隔膜運(yùn)動(dòng)，水膜運(yùn)動(dòng)開(kāi)始后便以加速度下降，下降到一定的距離，當(dāng)水流所受管壁摩擦力與其重力平衡時(shí)，便做勻速運(yùn)動(dòng)，水膜厚度不再變化。此時(shí)的速度即為水膜流的“終限流速”，自水流入口處至形成終限流速的距離稱(chēng)為“終限長(zhǎng)度”。對(duì)于一定的管徑,如果流量越大，其終限流速及終限長(zhǎng)度也越大。

③當(dāng)水量更大時(shí),即水流充滿立管斷面的1/3以上時(shí),水膜的形成更加頻繁，以至容易變?yōu)檩^穩(wěn)定的水塞運(yùn)動(dòng)。水塞的形成會(huì)引起立管內(nèi)氣壓激烈的波動(dòng),容易破壞排水水封。在水膜流終限流速狀態(tài)下計(jì)算出的流量為臨界流量。而我國(guó)規(guī)范規(guī)定的臨界流量值約為理論臨界流量值的一半,已考慮了實(shí)際污水中帶有大塊雜質(zhì)、出流實(shí)際不穩(wěn)定及立管負(fù)壓段對(duì)橫管出流的強(qiáng)烈抽吸而造成的短時(shí)高峰流量等因素。有資料表明，對(duì)應(yīng)于流量9L/s其流速4m/s時(shí)的終限長(zhǎng)度值約為3m，即水流從支管出口流入立管后，大約經(jīng)過(guò)一層樓的高度,便保持水膜層厚度和流速不變。因此，在規(guī)范規(guī)定的立管排水能力范圍內(nèi)設(shè)計(jì)時(shí)，立管水流在流經(jīng)3m左右的距離處已達(dá)到終限流速狀態(tài)，流速不再增加，故排水立管沒(méi)有必要設(shè)置消能設(shè)施。但基于改善水力條件，提高立管排水能力，保護(hù)衛(wèi)生器具的水封，同時(shí)保證立管內(nèi)的空氣流通，排除管道中的有害氣體考慮，超高層建筑排水立管應(yīng)設(shè)專(zhuān)用通氣立管。

10結(jié)語(yǔ)

超高層建筑的給排水設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)其區(qū)別于其他建筑的最顯著特點(diǎn)——高度來(lái)進(jìn)行。確定系統(tǒng)所考慮的因素包括建筑高度、建筑功能、建筑材料及設(shè)備、節(jié)能性、可靠性、安全性、施工的可能性、可維護(hù)性等。超高層給排水設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)者熟悉相關(guān)建筑材料及設(shè)備特點(diǎn)，最大程度地發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì)。超高層建筑應(yīng)該在各個(gè)方面都是和諧統(tǒng)一的。給排水設(shè)計(jì)應(yīng)以安全、簡(jiǎn)潔、高效為繼續(xù)努力的方向。

作者：劉宗秋 黃修齊 劉家金 符恩 王陽(yáng) 單位：廣西華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司